Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
Lichtsnelheid

In een artikel in het Reformatorisch Dagblad van 11 juli wordt verteld dat de lichtsnelheid variabel is. Niet alleen is dat twijfelachtig, de manier waarop tot deze conclusie wordt gekomen, vraagt om een reactie.

Het is niet mijn gewoonte om te reageren op andere kranten of andere pogingen tot wetenschapscommunicatie. Zeker niet om daar dan een artikel aan te wijden. Maar aangezien het Reformatorisch Dagblad na 66 reacties de mogelijkheid tot reageren gesloten heeft en er zulke wonderlijke dingen in het artikel staan, voel ik de behoefte om hierover te schrijven. Het is wat lang geworden, maar ik kon het niet laten.

Het artikel, dat hier te vinden is, gaat over het onderzoek van ene Barry Setterfield. Dit is een Australische wetenschapper die een theorie heeft bedacht die de huidige kosmologie zo kan aanpassen dat hij rijmt met de ouderdom van het universum zoals die in de bijbel te vinden is. De lichtsnelheid is volgens hem niet constant, maar was vroeger miljarden malen groter. Dit zou verklaren waarom wetenschappers uit sterrenlicht, foutief, het idee krijgen dat het universum niet 8000 maar 13,7 miljard jaar oud is.

Voordat ik in het krantenartikel duik moet me iets van het hart. Ik schrijf dit niet om gelovigen te pesten. Totaal niet interessant en ik heb geen enkel probleem met religieuze mensen en ook niet met religieuze wetenschappers. Zolang de regels van de wetenschappelijk methode maar netjes gevolgd worden, is er niets aan de hand. Ik heb ook niets tegen het Reformatorisch Dagblad. Ik lees het vrijwel nooit, dus ik heb er geen mening over. Ik heb wel een mening over dit artikel. Los van de fouten die erin staan, wordt het niet gehinderd door enige vorm van kritisch geluid. Dat hoeft niet altijd, maar wel op het moment dat je het wetenschappelijke werk van iemand als volledig geaccepteerd neerzet, terwijl diegene een paria is onder zowel wetenschappers als creationisten.

Er worden diverse feiten geponeerd die geen feiten zijn. Er worden sommige dingen als uitgangspositie genoemd die ter discussie staan en er is niet gekeken waar de theorieën van deze man over gaan. Over de ernstige twijfelachtigheid van zijn onderzoek, het verkrachten van statistiek en alle methodologische gruwels die hij loslaat op een onschuldige set datapunten.

speed of light

Het artikel
Het artikel leest lekker weg en wanneer je niet heel diep in de materie zit, kan je bijna niet anders dan aannemen dat wat er gesteld wordt ook klopt.

De titel van het stuk:

‘Barry Setterfield zet constante lichtsnelheid op losse schroeven’,

is al meteen interessant. De constantheid van de lichtsnelheid vormt het uitgangspunt van de relativiteitstheorie die al een eeuw lang elk mogelijk experiment goed doorstaat. De lichtsnelheid is een constante die zo verweven zit in praktisch elk facet van de natuurkunde dat het bijzonder ingrijpend is als deze zou variëren. De bekendste formule die voortkomt uit de relativiteit is E=mc2 geeft aan dat als c (de lichtsnelheid) varieert we ergens energie verliezen. Dit gaat direct in tegen de wet van het behoud van energie. Variabele lichtsnelheid doet de natuurkunde op meerdere grondvesten schudden.

Er wordt overigens door wetenschappers wel degelijk onderzoek gedaan naar variabele lichtsnelheid theorieën om grote problemen in de kosmologie op te lossen, maar dat is een ander verhaal. Dat zijn ingewikkelde theorieën die een enorm kort moment na de oerknal beschrijven waar de lichtsnelheid even anders was. In al die theorieën wordt niet getornd aan de leeftijd van het heelal. Dit zijn zogenaamde VSL (variable speed of light) theorieën, waarvan de bekendste misschien wel die van João Magueijo is. De theorie van Setterfield is echt een ander verhaal omdat deze gebaseerd is op slechte wetenschap.   ‘Hij [Setterfield] constateert dat de lichtsnelheid –die in 1983 wetenschappelijk werd vastgesteld op 299.792,458 kilometer per seconde– helemaal niet zo constant is als altijd werd gedacht, maar sinds 1839 meetbaar daalt. Deze waarnemingen staan nog steeds als een huis: niemand is erin geslaagd ze onderuit te halen.‘

Pi

De wetenschappelijke consensus is dat er geen verandering in de lichtsnelheid meetbaar is. Het bovenstaande statement is wat dat betreft onwaar, de waarneming staat helemaal niet als een huis. Uiteraard kan het altijd zo zijn dat de variatie in de lichtsnelheid subtieler is dan de meest gevoelige metingen kunnen aantonen. Maar totdat er iets gevonden wordt is er weinig reden tot aannemen dat er verandering plaatsvindt.

Hoe komt Setterfield daar dan bij? De lichtsnelheiddaling waar hij het over heeft, ontstaat om dezelfde reden dat het getal pi in de loop der eeuwen heeft geschommeld. In het bijbelvers 1 Koningen 7:23 staat dat pi gelijk is aan 3. Babyloniërs dachten dat het 3,125 was en de Egyptenaren 3,16. Dat is niet een teken dat het getal Pi verandert, maar dat mensen altijd beginnen met onnauwkeurigheid en toewerken naar steeds meer precisie. Dit klinkt als een open deur, maar daar is wel het verhaal van Setterfield op gebaseerd. Later meer daarover. 

Soms worden er feiten geponeerd die twijfelachtig zijn. Bijvoorbeeld: ‘Na jaren van onderzoek blijkt de zogeheten nulpuntsenergie de sleutel tot de oplossing. Deze vorm van energie is in 1911 voor het eerst waargenomen door Max Planck.’  Max Planck heeft een experimenteel voorstel niet meer meegemaakt omdat hij overleed vlak voordat Henrik Casimir in 1948 het eerste experiment voor nulpuntsenergie bedacht. Daarbij heeft Planck nulpuntsenergie niet bedacht. Hij heeft in 1900 een wet gevonden die de energie uitrekent van piepklein systemen. Albert Einstein en Otto Stern hebben in 1913 vanuit deze wet aangetoond dat elk kwantummechanisch systeem een beetje energie overhoudt. Je kan niet een energieloos systeem hebben. Dat laatste restje energie, dat is de fameuze nulpuntsenergie.

Verder haalt Setterfield er virtuele deeltjes bij die zomaar in een reëel deeltje veranderen. Ze zorgen volgens hem voor 99 procent van alle massa in het universum. Nu is volgens mij de meest gangbare schatting dat de normale massa ongeveer 4 procent van het universum maakt en niet 1 procent. Als de overige procenten de donkere materie en donkere energie zijn en regelmatig in een reëel deeltje veranderen, zou het raadsel van de missende massa snel opgelost moeten zijn. Het zou dan misschien meetbaar zijn, maar hoe dit precies zit, wordt niet uitgelegd in het artikel. Het gaat verder met dat Setterfield moeite heeft met het uitdijende heelal.

‘Volgens Setterfield is er echter veel af te dingen op die visie [van het uitdijende heelal]. Hij baseert zich daarvoor op het werk van Halton Arp en Jayant Narlikar. Deze gerenommeerde astronomen ontdekten dat het heelal helemaal niet uitzet, maar nagenoeg even groot blijft.’ Narlikar heeft gestudeerd onder Fred Hoyle, de uitvinder van het zogenaamde steady state theorie. Dit is een alternatief op de oerknal theorie dat sinds de jaren zestig niet meer echt geaccepteerd is.

WMAP

Het onderzoek
In de jaren twintig van de vorige eeuw ontdekte Edwin Hubble iets belangrijks over het universum. Sterrenstelsels die bijvoorbeeld twee keer zo ver weg stonden, vlogen ook twee keer zo snel van ons vandaan. Het is dan logisch om aan te nemen dat de sterrenstelsels uit één gemeenschappelijk punt moeten komen. En het idee van de oerknal was geboren. Grappig detail is dat de term Big-Bang bedacht is door niemand minder dan Fred Hoyle, die van het steady-state model, omdat hij het een onzinnig idee vond. De cynische naam is blijven hangen. Wanneer je de film van het universum terugspeelt zie je dat alles in het heelal 13,7 miljard jaar geleden bij elkaar komt. Het moment van de oerknal.

Dit is een probleem voor creationisten omdat onderzoeken naar de bijbel laten zien dat het universum duizenden jaren geleden is geschapen. Niet miljarden jaren geleden. Een van de mogelijke manieren om deze twee visies te verenigen is door uit te gaan van een veranderende lichtsnelheid. Het idee is dat het heelal veel groter lijkt omdat vroeger het licht veel grotere afstanden kon afleggen. Dit gaat wel recht tegen enkele observaties in (voor wie een semi-toegankelijk voorbeeld wil zien, kan het beste bij dit filmpje kijken), maar dat is een andere discussie. 

Setterfield oud

Het is twijfelachtige wetenschap als je een willekeurig patroon in een groep punten probeert te vinden. Je kan namelijk altijd een verband vinden. Tussen drie punten kan je altijd een perfect en 100 procent nauwkeurig kwadratisch verband vinden. Maar wie zegt dat de natuur ook echt iets kwadratisch voor ogen had? Sommige functies heeft hij laten gaan omdat ze bizarre oplossingen opleveren. Bijvoorbeeld bij één functie was de lichtsnelheid in 1908 al 14000 zo groot. Iets dat wel degelijk meetbaar zou zijn.

Wat Setterfield hier doet is extrapoleren. De grafiek gewoon doortrekken naar het verleden. Dat is gevaarlijk omdat je niet weet of het kan of mag. Het moge duidelijk zijn dat blindelings extrapoleren bij het weer, of bij de beursnoteringen, onzin zou opleveren. Sommige waardes die hij bepaalt voor de vertraging van licht schelen bijna een factor honderd. Dat alleen al geeft aan dat de waardes van een paar eeuwen terug niet zo betrouwbaar zijn. En is er serieus iemand die dat raar vindt? In vroegere metingen die keken naar de beweging van manen om planeten heen, werd uitgegaan van gegevens die soms wel ruim 10 procent fout zaten ten opzichte van de huidige gegevens.   Een belangrijk criterium bij wetenschappelijke theorieën is dat er ook een experiment te bedenken moet zijn dat laat zien dat je theorie fout is. Dat noem je falsificatie. Er moet een manier zijn om je hypothese fout te bewijzen. Zonder wat dan ook voor reden geeft Setterfield aan dat de lichtsnelheid halverwege de twintigste eeuw constant is geworden. We kunnen dus geen variatie meer meten. Dat maakt het behoorlijk lastig om het eventuele tegendeel te bewijzen. Maar gelukkig komt Setterfield met een oplossing. Andere natuurconstanten veranderen ook omdat de lichtsnelheid verandert. Zo zou de constante van planck omgekeerd met de lichtsnelheid veranderen en ook de lading van het elektron verandert.   Als onderbouwing voor deze veranderingen van de elektronlading, laat Setterfield weer een grafiek zien met waardes door de jaren heen. Deze keer van metingen in de twintigste eeuw aan de lading van het elektron. In die waardes zie je een flinke stijging in en dit zou de stijging kunnen zijn die te maken heeft met de veranderen lichtsnelheid. Maar deze stijging in de waarde is helemaal niet opmerkelijk. Hij ontstond omdat Millikan, de man die voor het eerst de lading redelijk accuraat wist te meten, een foute aanname in zijn experiment had gedaan. Hij kreeg overigens wel een Nobelprijs voor onder andere dit prachtige experiment en zat ongeveer een  procent van de goede waarde af. Hij had helaas niet de correcte waarde voor de stroperigheid (viscositeit) van lucht.   Volgens mij is het punt nu wel duidelijk. Foutieve interpretaties en arbitraire formules of verbanden. Daarbij heeft hij ordinaire rekenfouten gemaakt en papers fout geïnterpreteerd en uit context getrokken. Zoals ook hier te lezen valt.

angry bird

Waarom zo getergd?
Ik vind het heel vervelend dat er feitelijke onjuistheden over argeloze lezers heen wordt gespreid door een krant. Het kan natuurlijk altijd gebeuren dat er een foutje insluipt. En zonder twijfel heb ik mij daar al meerdere keren aan schuldig gemaakt. Het is wel jammer als een krant feitelijke onjuistheden plaatst die door een simpele internetzoektocht te vinden zijn. Dit zijn ook nog eens geen kleine foutjes, zoals een verspreking of dat er even twee dingen door elkaar gehaald worden. Ik vind het vervelend dat een onderzoek dat de wetenschappelijke methode verkracht zoveel aandacht krijgt. Ik vind het raar dat een dagblad met gelovige inslag niet eens onderzoekt of creationisten deze man wel serieus nemen.

Ik vind het vervelend dat precies dit soort artikelen ervoor zorgen dat er steeds meer het idee ontstaat, dat wetenschap ook maar een mening is. Dat wetenschappers het nooit eens kunnen worden. Dat is gewoon niet waar. Dit is een eenling die nauwelijks serieus te nemen dingen doet. Ik vind het vervelend dat je niet meer mag reageren op het artikel, ook al is het inhoudelijk relevant. Zeker omdat de reacties gesloten zijn, omdat de big-bangaanhangers zo arrogant niet inzagen dat de theorie om de oerknal geen problemen heeft. Dat is onzin en blijkt zeker niet uit de reacties op he forum waar hele terechte vragen werden gesteld.

Tot slot nog dit. Ik heb mijn uiterste best gedaan om in te gaan op inhoudelijke fouten van het artikel en in het werk van Setterfield. Ik val de premisse van een 8000 jaar oud heelal nog niet eens aan. Ik ben dus niet bezig om cynisch naar creationisten te doen. Ik hoop dat niemand mij daarvan beticht en hooguit inhoudelijk in wil gaan op slechte journalistiek of inhoudelijke fouten die ik in de tekst gemaakt kan hebben. Het kan namelijk altijd dat je een fout maakt. Als iedereen zich dat af en toe zou realiseren, creationist of puristische wetenschapper, dan zou de wereld misschien wel een stuk meer ontspannen plek zijn.